今天活著的所有生物都是來自大約四十億年前的一個共同祖先的後代。科學家稱這種生物為“最後的普遍共同祖先”，代表了可以使用目前公認的進化方法追踪的最早的生命形式。
對這位遠古祖先的研究表明，現代生活中所見的許多特徵在當時就已經存在。細胞已經有膜了。遺傳信息存儲在 DNA 中，因為這些基本特徵已經被預先確定。想要了解生命最初是如何產生的科學家必須回溯到更遠的時代。發生在這個共同祖先之前的進化事件
研究第一個共同祖先之前的生活
在雜誌上發表的一項研究中 細胞基因組研究人員 Aaron Goldman（歐柏林學院）、Greg Fournier（麻省理工學院）和 Betül Kaçar（威斯康星大學麥迪遜分校）描述瞭如何探索進化的早期階段。 “雖然最後的普遍共同祖先是最古老的生物，但我們可以用進化的方式來研究它，”戈德曼說。 “其基因組中的一些基因要古老得多。”該團隊專注於一組被稱為“通用旁系同源基因”的特殊基因，它們保存著最後一個通用共同祖先之前發生的生物變化的證據。
旁系同源物是在單個基因組中多次出現的相關基因組。人類就是一個明顯的例子。我們的 DNA 包含八種不同的血紅蛋白基因。所有這些都會產生通過血液輸送氧氣的蛋白質。這些基因均源自大約 8 億年前存在的單一祖先珠蛋白基因。在那漫長的時間裡，重複的複制錯誤導致了額外的基因，而每一個複制都逐漸發展出自己獨特的角色
國際 Paralogs 有何獨特之處？
國際旁系同源物要少得多。這些基因家族在幾乎所有生物體的基因組中至少出現兩個拷貝。它們的廣泛存在表明，原始基因的複制發生在最後一個普遍共同祖先出現之前。這些重複的基因隨後代代相傳，至今仍然存在於生活中。
由於這種對進化的深入了解，作者因此認為，普遍的旁系同源物是研究地球上最早生命歷史的重要但經常被忽視的資源。這種方法正變得越來越實用。這是因為基於人工智能的新技術和人工智能優化的硬件使得詳細分析古代遺傳模式變得更加容易。
“儘管我們所知的通用旁系同源物很少，”戈德曼說。 “它們可以為我們提供有關最後一個普遍共同祖先時代之前生命的大量信息，”福尼爾補充道。 “這些通用旁系同源物的歷史是我們對這些最早的細胞譜系的唯一信息。因此，我們需要從它們中提取盡可能多的詳細知識。”
第一個細胞功能的線索
在他們的分析中，戈德曼、福尼爾和卡薩爾回顧了所有已知的國際同類案例。所有這些基因在製造蛋白質或移動分子穿過細胞膜方面都發揮著作用。這些發現表明蛋白質生產和膜運輸是首要的生物功能之一。已經進化的
研究人員還強調了重建這些基因的古代形式的重要性。在歐柏林高盛實驗室的一項研究中，科學家們研究了參與酶和其他蛋白質插入的旁系同源物的通用家族。他們利用進化生物學和計算生物學的標準方法，將原始祖先基因產生的蛋白質複製到細胞膜中。
結果表明，這些更簡單、古老的蛋白質仍然可以附著在細胞膜上，並與製造它們的機制相互作用。它可能有助於早期蛋白質嵌入原始細胞膜中。它提供了對早期細胞如何運作的見解。
了解最早生命歷史的新窗口
作者希望計算工具的不斷進步將幫助科學家識別更多的通用旁系同源家族。卡薩爾說，並更詳細地研究他們的遠古祖先。卡薩爾說：“通過遵循普遍原則，我們可以將地球上生命的最早階段與現代科學工具聯繫起來。這使我們有機會將進化和生物學的最深奧的未知轉化為我們可以實際測試的發現。”他們的目標是描繪出最後一個普遍共同祖先之前的更清晰的進化圖景。它揭示了我們所知的生命最初是如何產生的。
